摘要：本文分析了天津广播电视微波传输网的建设目标和设计原则，介绍了系统的结构及功能，并对系统的技术特点进行了总结。
关键词：微波环网；IP封装；自愈性；多业务
天津广播电视台目前共计播出11套电视节目和12套广播节目，具有发射台站5处。根据相关规定，天津广播电视台播出节目停播率应达到一级广播台站的要求：安全播出的年度运行指标应满足停播率≤5秒/百小时，即可用度≥99.9986%；应有至少两路不同路由或不同传输方式的信号源，且能够实现不同信号源的自动、手动切换和应急跳接。天津广播电视台的信号源传输方式主要依赖光缆，一般采用两个路由，但是由于各个站点之间的距离较远，经常会受到光缆割接、系统调整和施工阻断等情况的影响，这些情况多次造成上星节目单链路长时间运行，严重威胁广播电视节目的安全播出。为提高传输系统的安全性能，增加传输方式，建设微波传输网络作为光缆传输的备份手段，成为当务之急。
1系统需求
根据规划，微波传输网络将覆盖台内所有重要的制作机构和发射台站，包括数字电视大厦、新闻中心（含数字广播大厦和网络公司）、天津电视塔、杨柳青卫星地球站，为现有的传输网络提供可靠的备份。1.1传输节目传输内容如表1所示。1.2传输业务码率卫视高清码率为23Mbps，卫视标清码率为8.22Mbps，标清电视码率为5.5Mbps×9=49.5Mbps，广播信号码率为256kbps×12=3.1Mbps，合计85Mbps。1.3传输站点综合信号需求及建设成本，在数字电视大厦（梅江）、天塔、新闻中心（天宇）、杨柳青发射台（地球站）4个站点间建设微波传输环网。
2网络拓扑结构和链路质量评估
根据《广播电视安全播出管理规定》的要求：干线微波传输电路宜按环路传输方式组网，或在可能的节点与光缆干线传输网连通，形成互为备份的传输网络。支线微波传输电路宜以树形或星形方式组网，因此将4个节点站及1个中继站按照环型方式组网。链路质量评估通过现场勘察和地图模拟进行。通过对链路两端站点的实际观察，确定本端至对端天线位置之间有无障碍物阻挡。对于远距离链路，结合地图观察链路路径上的高大建筑和路径横截面确定视通；对链路路径采用逐点实地勘测。根据评估，天宇微波机房至杨柳青地球站链路有遮挡，目测确认遮挡物为新建设的多座楼盘，距离杨柳青机房约2.76km。高度为25层，约80m。为避开遮挡，需在中北镇建设中继站，以满足天宇至杨柳青链路的使用。评估结果如图1所示。
3链路参数配置
链路参数主要包括频点、信道带宽、调制方式、射频单元和天线的规格等。微波选频是系统架构设计的关键，考虑到可靠性和雨衰影响，微波频点选在8G波段。通过对环网几条通路进行理论计算后，又使用标准天线和频谱分析仪进行了实测，最终选用频率如表2所示。由于现阶段频率资源较少，较长距离的链路在不采用空间分集时容易受到多径干涉的影响，但是由于业务容量相对稳定，短时间内不会进行扩容。所以采用低信道带宽配合高阶调制方式的策略，即采用29.65MHz带宽波道，128QAM调制方式，波道容量为150Mbps。
4设备选型
经调研，最终选用爱立信公司的Mini-LinkTN系列微波传输系统。系统分为室内单元和室外单元。
4.1室内单元
室内单元由模块机框（AMM6pC）和插件单元通过背板互连。机框需要配置一个节点处理器单元（NPU）、两个电源滤波单元和一个风扇单元。AMM6pC其余的插槽可以配置调制解调器单元（MMU）和以太网接口单元（ETU）。NPU执行系统的控制功能，每个机框需要一个NPU。NPU提供业务和管理接口。NPU有一个可擦除模块（RMM），用于存储许可和配置信息。MMU用于将基带信号调制为中频信号，再通过中频电缆传送至室外射频单元。MMU2H支持混合链路传输，即在一条微波链路上同时传输PDH业务和以太业务。根据不同带宽和调制方式，MMU2H对于以太链路可达到不同的容量。MMU2H支持无缝自适应调制方式，可以根据不同的信道环境自动切换调制模式。在最差环境时采用较低阶调制模式，只传输优先级别最高的业务，保证信道的可靠性；而在优良环境下可使用更高阶调制模式，提高链路容量，从而提高了信道的利用效率。
4.2室外单元
室外单元由天线、射频单元（RAU）和相关的安装硬件组成。室外部分和室内部分之间通过一根同轴电缆互连，每个调制解调器单元（MMU）通过这根同轴电缆，传输全双工业务、管理数据及直流供电。（1）射频单元（RAU）射频单元的基本功能是接收和生成射频信号，并进行信号频率的转换。RAU与业务容量无关，只决定工作频率。（2）天线天线选用直径0.9m的单极性天线。天线背面有一个标准化波导接口，馈源可以调整为垂直和水平极化方向。天线与RAU采用集成式安装。
4.3系统特点
（1）IP模式由于系统的业务带宽有限，采用IP方式传输相比传统的SDH系统可以充分利用带宽。MPEG-2数据被作为负荷加载在IP包中，在以太网上使用IP协议进行传输。由于实时性的要求，若数据传输错误也不会进行重发，遵循UDP协议。同时还需要RTP协议提供包序列的检测、重新排序。MPEG-2内容为了适合传输，通常采用TS（传输流）的格式，TS流被封装成IP帧，一般一个IP包封装7个TS的包，大约1428Bytes，这个值小于最大的IP包净荷。封装好的IP包，将通过调制解调模块映射到微波网络上，实现视频、音频信号在微波网络的传输。根据技术参数，采用IP方式传输，信号延时会由于硬件配置和数据包帧长的不同而不同，最大时延为1.0676ms，完全可适用于视频节目的传输。（2）自愈性微波传输系统被设计成环形结构，任意点之间都有两条路由到达，形成保护。但是由于以太网传输的特性，造成环路数据循环和多次复制，直到发生网络拥塞。因此，在以太网部署时应避免环路。生成树协议是专为解决以太网上网络环路而设计的协议，改进后形成快速生成树协议RSTP。生成树协议是一种二层管理协议，它通过选择性地阻塞网络中的冗余链路来消除二层环路，同时还具备链路备份的功能。当现有的通信链路中断后，系统将重新计算，并规划链路。在杨柳青地球站测试时，手动中断天塔侧链路，系统将自动恢复新闻中心侧链路，保证了节目不中断，从而实现了链路冗余。（3）多业务可以利用微波环网的IP通道建立集电话业务、电视电话会议系统、多媒体通信于一体的通信指挥平台。微波传输网络在全台的重要播出和发射站点，提供了高品质的宽带IP接入链路，可以充分利用这个传输带宽，传送设备和信号监测信息，同时可传递部分重点部位的监控图像，有利于安全保障工作。
5结束语
作为安全播出的保障平台，微波传输网能够保障电视、广播信号源传输到杨柳青地球站、天塔发射台、网络公司等信号使用单位的路由安全。微波系统具有电信骨干网络的所有技术特点，可实现多业务接口，在传输广播电视业务的同时，还可以提供各个站点间的IP路由，可实现设备监控和语音或视频通信。可实现网络的冗余路由保护功能，保经济学证江西职称在组网后出现单点故障时任意两点间的业务传输不中断。微波链路架设方便，维护费用低。因此，数字微波传输作为骨干网传输手段之一，是光纤传输网不可缺少的补充和保护手段。
作者：安捷 单位：天津广播电视台
